长沙市轨道交通某地铁车站工程地质勘察分析与评价

长沙市轨道交通某地铁车站工程地质勘察分析与评价1.1车站概况本项目为地下二层（局部三层）岛式站台车站，车站主体结构为“现浇钢筋混凝土箱形框架结构”。

车站附属结构共有3组风亭，4个出入口，1个消防疏散口和1个暗挖通道。

现状地面标高76.52～85.15m，现状地面下车站基坑开挖深度17.20～24.3m；车站附属1号口基坑深度约17.7米，2号口基坑深度约9.8米；3号口基坑深度约12.2米；4号口基坑深度约15.7米；1号风亭基坑深度约15.5米。

车站主体采用半铺盖法施工（局部全盖挖），基坑围护结构采用0.8~1.0m厚地下连续墙+内支撑支护，地下连续墙一般嵌固基坑底以下6.0m；半幅铺盖区域（1~26轴）临时立柱桩采用φ*********桩，桩长嵌固基坑底以下约12.0m；全盖挖区域（26~32轴）临时立柱桩采用φ*********桩，桩长嵌固基坑底以下约15.0m。

附属结构采用明挖顺做法施工，围护采用φ800mm地连墙+内支撑支护，嵌固基坑底以下7.0m。

1.2地层岩性本项目覆盖层主要为第四系更新统地层新开铺组(Qx)和白沙井组(Qb)，主要地层有粉质黏土层、砂土层、圆砾卵石层、残积土层等；基岩主要为新生界古近系地层霞流市组（E1x）泥岩、泥质粉砂岩和白垩系上统东塘组（K2dn）泥质粉砂岩、砾岩。

1.2.1 第四系全新统人工填土层（Q4ml）场地内填土层分为素填土(1)0、杂填土(1)1。

素填土(1)0、杂填土(1)1均匀性差，具强度较低、压缩性较高等特点。

（1）素填土(1)0：褐红色、褐黄色、褐灰色等，稍密，稍湿～湿，黏性土为主，含细砂、卵砾石等，硬质物含量25~30%，表层多为混凝土沥青路面，该层岩芯采取率100%，堆填年限大于10年。

（2）杂填土(1)1：褐红色、褐黄色、浅灰色、灰黄色等杂色，稍密，稍湿～湿，由黏性土混砖渣、混凝土块、碎石等回填而成，硬质物含量30~70%，表层多为混凝土沥青路面，该层岩芯采取率100%，堆填年限大于10年。

1.2.2 第四系中更新统冲洪积层（Q2al+pl）（1）粉质黏土(3)1-2：褐黄色夹灰白色，硬塑~坚硬状，具网纹结构，含少许黑色铁锰质氧化物。

无摇震反应，有光泽，干强度中高等，韧性中等，该层岩芯采取率100%。

（2）圆砾(3)8-3：褐黄色、黄色、灰褐色；密实为主，局部中密状；湿-饱和；砾石含量50~75%，成分以硅质岩、石英质及砂岩碎块为主；中等磨圆，亚圆状为主，级配一般，粒径一般为0.2~3.0cm，砂质充填，粘粒含量一般约5~15%，局部含量较大，该层岩芯采取率约75%。

（3）卵石(3)9-3：褐黄色，饱和，密实为主，局部中密状。

卵石含量50%~70%，石英质，磨圆度较好，多亚圆状。

一般粒径2~8cm，最大10~13cm。

中粗砂充填，该层岩芯采取率约68%，一般夹少量黏性土，粒径大于5cm的颗粒含量约为55~60%。

1.2.3 白垩系（K）场内基岩为白垩系泥质粉砂岩、砾岩。

根据我司对同类地层样品经镜下鉴定和X射线衍射分析，岩石主要由大量的氧化铁质、泥质混合物、粒度0.01～0.18毫米的次圆-次棱角状石英砂屑、粉砂屑等混杂组成，构成具砂状、泥状结构，块状构造。

该层按风化程度在勘察深度范围内分为全风化、强风化、中风化三带：（1）全风化泥质粉砂岩(6)2-1（K）：褐红色，风化剧烈，岩芯呈硬塑土状，原岩结构尚可辨认，手可捏碎，遇水易崩解，该层岩芯采取率约95%。

（2）全风化砾岩(6)4-1（K）：褐红色，风化剧烈，岩芯呈土状-碎土块状、散砂砾状，原岩结构尚可辨认，手易捏碎，遇水易崩解，该层岩芯采取率约90%。

（3）强风化泥质粉砂岩(6)2-2：红褐色，粉砂质结构，层状构造，节理裂隙发育，裂隙面多为铁锰质浸染，为极软岩，岩芯呈块状，短柱状；该岩石遇水易软化；岩体基本质量等级为Ⅴ级，该层岩芯采取率约75%。

（4）强风化砾岩(6)4-2：红褐色；泥质胶结，胶结较差，砾石颗粒多为石英岩；砾岩颗粒粒径多为2.0~30.0mm；节理裂隙发育，岩芯呈碎块、碎屑状，该层岩芯采取率约65%。

岩石为极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

（5）中风化泥质粉砂岩(6)2-3：褐红色，粉砂质结构，泥质胶结，胶结较好，岩芯较完整，呈长柱状为主，少许块状，手难折断，干湿交替易崩解，岩石质量指标RQD为80~90。

该岩石遇水易软化；为极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

（6）中风化砾岩(6)4-3：红褐色，砾状结构，中厚层状构造，泥质胶结；砾石颗粒多为石英岩；砾岩颗粒粒径多为2~50mm，最大达80mm；节理裂隙较发育，岩芯呈碎块状、块状、少量短柱状；取芯率低，岩石质量指标RQD为30~50，岩石为软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级，该层岩芯采取率约80%。

1.3水文地质条件1.3.1 地下水水位本车站上层滞水初见水位埋深4.90~7.30m（标高为77.27-80.11m），稳定水位4.10~4.30m（标高为80.47-80.71m）；孔隙水初见水位埋深2.60~11.50m（标高为68.69-75.44m），稳定水位埋深2.70~11.60m（标高为73.59-75.34m）；场地内基岩为泥质粉砂岩和砾岩，裂隙呈闭合状-微张开状，基岩裂隙水水量甚微，难以形成稳定水位，本次勘察未测得该层水位。

地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，并受季节变化影响。

场地地下水位年变化幅度为2～4m。

由于本次勘察野外作业工期较短，实测的地下水稳定水位与设计和施工期间的地下水位会存在一定的差别，设计、施工时应予注意。

1.4水文地质试验及参数1.4.1 抽水试验1.4.1.1 抽水试验渗透系数计算公式选择本次勘察共对2个钻孔进行了圆砾（卵石）层稳定流水文地质抽水试验，孔号为 Jz7-Ⅱ21-TDXYD-25、Jz7-Ⅱ20-B030CQ ，均为单孔抽水，试验3个降深。

1、潜水完整井抽水试验钻孔中各含水层的渗透系数采用以下计算公式①：潜水完整井水位恢复法（校核、检查抽水试验成果）：2、承压水完整井抽水试验钻孔中各含水层的渗透系数采用以下计算公式②：承压水完整井水位恢复法（校核、检查抽水试验成果）：式中：Q—钻孔涌水量（m3/d）；k—渗透系数（m/d）；—抽水孔半径（m）；s—抽水试验过程水位降深（m）；H—潜水含水层厚度（m）； M—承压水含水层厚度（m）h1、h2—抽水井中水柱高度（m）；s1、s2—抽水井中剩余水位降深（m）；R—影响半径（m）S—设计水位降深（m）。

1.4.1.2 抽水试验成果本次详细勘察时，对Jz7-Ⅲ21-TDXYD-25进行了抽水试验，另外对初勘钻孔Jz7-Ⅱ20-B030CQ水文试验资料加以利用，试验成果汇总见表4.4-1。

表4.4-1 抽水试验成果表1.4.2 渗透系数的选用岩土层中地下水渗透性的强弱首先决定于岩土孔隙的大小和连通性，其次是孔隙度的大小，其直接与土的成因、颗粒大小、颗粒级配、黏粒含量及土的密实度等有关。

本站施工主要受孔隙水的影响，根据收集到的水文地质资料，本次抽水试验成果、室内渗透试验资料和长沙地区经验，本报告整理并建议岩土层渗透系数建议如下表。

岩土层渗透系数建议值表说明：1）渗透系数建议值是根据抽水试验结果、室内土工试验结果，并结合相关规范及长沙地区经验提供。

2）砂层的渗透系数受所含黏粒含量大小的影响较大。

3）岩石强～中风化带的渗透系数，受岩体裂隙的发育和泥质充填情况的影响较大。

4）地层透水性分类根据《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB 50307-2012）10.3.5条进行。

1.4.3 地下水作用与防治措施施工时段长沙地区处于枯水季节，杂填土层上层滞水层、砂卵石层孔隙含水层、基岩裂隙含水层，是本场地主要含水层，在基坑开挖施工过程，需人工降低地下水水位，若降水及防治措施不当，将造成含水层水位压力降低，粘性土层孔隙水被挤出，使粘性土产生压密变形、造成周围地基土层产生固结沉降，从而引起基坑附近的建筑物下沉倾斜开裂、地面沉陷或开裂、地下管线下沉或断裂等，同时，易导致坑壁失稳崩塌，增加基坑施工困难。

拟建场地位于城区，周边建构筑物密集，不宜采用人工降水的方式处理地下水，建议采用地连墙进行隔水。

施工时应控制好基坑侧壁外墙和基坑坑壁之间填土的回填质量，建议采用黏性土回填并分层压实，压实系数应满足规范要求，严禁回填建筑垃圾，并作好地面硬化封闭和排水设施，防止地表水渗入到地下室外墙和坑壁间，形成积水，产生浮力，对基坑底板及侧壁产生不良后果。

1.5基本烈度及抗震设防烈度根据勘察结果、已有研究资料、中国地震局《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2015)及《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB 50909-2014)，拟建场地所在地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g；设计地震分组为第一组，地震动反应谱特征周期为0.35s。

根据《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)本工程为重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度(即7度)要求加强其抗震措施。

1.5.1 场地土类型及建筑场地类别本工程属长沙市重点建设项目。

根据《城市轨道交通结构抗震设计规范》（GB50909-2014），结合钻孔波速试验和岩土层的状态特征对场地和地基进行综合评价。

本车站场地类别为Ⅱ类，场地土类型为中硬场地土。

1.6抗浮水位抗浮水位是车站100年使用期间可能遇到的最高水位，而长沙目前没有系统的长期水位观测资料，也未进行过专题研究，本次只能根据本站设置的长期水位观测孔量测资料结合长沙既有地铁经验确定。

由于场地现基本为城市道路，地形起伏不大，车站地坪整平后，场区地下水水位会随之变化。

因此，本车站施工期抗浮水位建议按现道路路面标高以下1.5m考虑；使用期抗浮水位建议按现地面标高以下1.0m考虑。

车站内部可按坡度梯度内插取值，或取最大值。

根据本次勘察结果，参照《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019表3.0.1与表3.0.3，本车站抗浮工程设计等级为甲级，施工期与使用期抗浮稳定安全系数建议分别采用1.05与1.10，抗浮设防水位标高建议如下表7.5-1。

表7.5-1 抗浮水位建议值推荐表本车站南高北低，抗浮水位南端取高值，北端取低值，中间可按坡度梯度内插取值。

当地下水浮力大于上部结构荷载（按最不利组合）时，应采取抗浮措施。

根据场地岩土层情况，建议抗浮措施采用抗浮锚杆或抗浮桩，在满足抗浮设计要求的前提下，抗浮锚杆锚固端或抗浮桩桩端持力层可采用强风化岩层；但地铁结构为永久性重要工程，出于安全考虑，建议抗浮锚杆锚固端或抗浮桩桩端持力层选用中风化岩层。

1.7基坑工程评价1.7.1 基坑概况本车站基坑拟采用半铺盖法施工（局部全盖挖）。